电工仪表与测量基本知识

第第116页电工仪表与测量根本学问电工仪表和电工测量是从事电工专业的技术人员必需把握的一门学问。本章介绍电工测量和电工仪表的根本学问。电工测量根本学问电工测量的意义磁量(包括数值和单位)的过程。一个完整的测量过程，通常包含如下几个方面：测量对象(I)压(V)、电功率(P)、电能(W)以及磁感应强度(B)等；反映电路特征的电量，如频率(f)、相位(φ)、功率因数(cosφ)等。测量方式和测量方法的测量方法〔详见本节二。测量设备，它不仅作为标准量参与测量过程，而且是维持电磁学单位统一，保证量值准确传递的器具。电工测量中常用的电学度量器有标准电池。标准电阻、标准电容和标准电感等。的工作条件；慎重地进展操作，认真记录测量数据；并考虑测量条件的实际状况进展数据处理，以确定测量结果和测量误差。测量方式和测量方法的分类测量方式的分类测量方式主要有如下两种：直接测量在测量过程中，能够直接将被测量与同类标准量进展量电压、用电度表测量电能以及用直流电桥测量电阻等都是直接测量。直接测量方式广泛应用于工程测量中。间接测量当被测量由于某种缘由不能直接测量时，可以通过直测量的数值，这种间接获得测量结果的方式称为间接测量。例如，用R=U/IR的大小。间接测量方式广泛应用于科研、试验室及工程测量中。测量方法的分类和比较法。直读法用直接指示被测量大小的指示仪表进展测量，能够直接姆表，间接地参与了测量过程。直读法测量的过程简洁，操作简洁，读数快速，但其测量的准确度不高。比较法将被测量与度量器在比较仪器中直接比较，从而获得被测量数值的方法称为比较法。例如，用天平测量物体质量时，作为质具有很高的测量准确度，可以到达土0.001%，但测量时操作比较麻烦，相应的测量设备也比较昂贵。依据被测量与度量器进展比较时的不同特点又可将比较法分为零值法、较差法和替代法三种。零值法又称平衡法，它是利用被测量对仪器的作用，与标仪表指示为零时，表示两者的作用相等，仪器到达平衡状态；此时按取决于度量器的准确度和指零仪表的灵敏度。较差法是通过测量被测量与标准量的差值，或正比于该差高的测量准确度。替代法是分别把被测量和标准量接入同一测量仪器，在标全都，然后依据标准量来确定被测量的数值。用替代法测量时，由于灵敏度。测量误差着差异，这种差异称为测量误差。测量误差的分类疏失误差三大类。系统误差不稳定而引起的。由于系统误差表示了测量结果偏离其真实值的程度，即反映了测量结果的准确度，所以在误差理论中，常常用准确度来表示系统误差的大小。系统误差越小，测量结果的准确度就越高。偶然误差如温度、磁场、电源频率等的偶然变化等都可能引起这种误差；另一然误差反映了测量的周密度，偶然误差越小，周密度就越高，反之则周密度越低。的可能性。疏失误差引起的误差。明显，但凡含有疏失误差的测量结果都是应当摈弃的。测量误差的消退方法的影响，使其减小到允许的范围内。法。必需指出，一个测量结果中既存在系统误差，又存在偶然误差，果的影响程度，选择消退方法。一般状况下，在对周密度要求不高的工程测量中，主要考虑对系统误差的消退；而在科研、计量等对测量准确度和周密度要求较高的测量中，必需同时考虑消退上述两种误差。系统误差的消退方法对测量仪表进展校正在准确度要求较高的测量结果中，引入校正值进展修正。消退产生误差的根源即正确选择测量方法和测量仪器，尽量使测量仪表在规定的使用条件下工作，消退各种外界因素造成的影响。承受特别的测量方法如正负误差补偿法、替代法等。例如，用180度，进展两次测量。在两次测量中，必定消灭一次读数偏大，而消，可以有效地消退外磁场对测量的影响。偶然误差的消退方法复测量，取其平均值作为测量结果的方法。依据统计学原理可知，在716页此偶然误差的平均值几乎为零。所以，在测量仪器仪表选定以后，测量次数是保证测量周密度的前提。测量误差的表示方法测量误差通常用确定误差和相对误差表示。确定误差指示值或屡次测量的平均值作为被测量的真实值。相对误差中通常用标准表的指示值或屡次重复测量的平均值作为被测量的真实值，即或用百分误差表示为百分误差也称为相对误差。明显，相对误差越小准确度越高。电工仪表的根本学问领域中，常常接触的是电工指示仪表和校量仪器。第第1016页电工指示仪表的根本原理及组成电工指示仪表的根本原理是把被测电量或非电量变换成仪表指测量机构能够直接测量的电量与被测量的关系来确定；它一般由电阻、电容、电感或其它电子元件构成。电工指示仪表的分类、标志和型号电工指示仪表的分类电工指示仪表可以依据原理、构造、测量对象、使用条件等进展分类。电动系、感应系、静电系、整流系等。〔、电压表〔伏特表、毫伏表、微伏表以及千伏表、功率表〔又称瓦特表、电度表、欧姆表、相位表等。依据仪表工作电流的性质分类，可以分为直流仪表、沟通仪表和交直流两用仪表。按仪表使用方式分类，可以分为安装式仪表和可携式仪表等。按仪表的使用条件分类，可以分为A、A1、B、B1和C五组。有关各组的规定可以查阅国家标准GB76—76《电测量指示仪表通用技0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.55.0共七个准确度等级。电工指示仪表的标志级、工作电流的种类、相数、测量机构的类别、使用条件级别、工作2-1。用途号〔国际通用代号〕用途号〔国际通用代号〕设计序号〔数字〕系列号〔汉语拼音字母〕外形第三位代号〔数字“0”可省略〕外形第一位代号〔数字〕2-1安装式仪表型号的编制规章电工指示仪表的型号安装式仪表型号的组成如图2-1所示。其中第一位代号按仪外表”等。可携式仪表型号的组成由于可携式仪表不存在安装问题，所以将安装式仪表型号中的外形代号可省略，即是它的产品型号。表2-1 常见电工指示仪表和附件的外表标志符号A、测量单位的符号名称号名称称号名称称号名称称称号千安KA兆兆欧TΩ千瓦kW毫韦伯/2mT安培A兆欧MΩ瓦特W微法μF毫安mA千欧kΩ兆乏Mvar微微法pF微安μA欧姆Ω千乏kvar亨H千伏kV毫欧mΩ乏尔var毫亨mH毫伏mV微欧μΩ兆赫MHz微亨μH微伏μV库仑C千赫kHz摄氏度℃兆MW毫韦伯mWb赫兹Hz第第1116页瓦瓦兆MW毫韦伯mWb赫兹Hz瓦电工指示仪表的误差和准确度误差第第1416页起的误差均属根本误差。温度、外磁场等因素的影响，还将产生附加误差。准确度误差就越小。但相对误差却有很大变化，被测量越小，相对误差就越大，明显，通差来表示仪表的准确度性能。仪表测量确实定误差与该表量程的百分比，称为仪表的引用误差。误差最大允许的范围。表2-2是国标GB76—76中对仪表在规定的使用条件下测量时，各准确度等级的根本误差范围。2-2准确度等级和根本误差表准确度等级0.10.20.51.01.52.55.0根本误差±0.1±0.2±0.5±1.0±1.5±2.5±5.0对电工指示仪表的主要技术要求足够的准确度适宜的灵敏度仪表本身消耗的功率小良好的读数装置电气测量指示仪表的选择合理而造成。为减小仪表的测量误差，必需合理地选择仪表。技术特性比较2-3所列。仪表的选择原则依据被测量的性质选择仪表类型：依据被测量是直流电还是沟通正弦波，还要考虑被测量的频率范围。依据工程实际，合理地选择仪表的准确度等级：仪表的准确度越高，测量误差越小，但价格贵，修理也困难，因此在满足准确度要求的状况下，不选用高准确度仪表。依据测量范围选用量限：测量结果的准确程度，不仅与仪表准确1/2~2/3以上区域。依据工作环境和条件选择仪表：按仪表使用条件〔温度、相对湿度，国家规定分为B、C三组，如表2-4所列。表2-3 几种主要形式的电气测量指示仪表的性能磁电系磁电系电磁系电动系感应系测量基准沟通有效值沟通电量〔不加或直流〔并能及功直流或交说明时为沟通有效值流的恒定电压、电或直流流功率、相测沟通重量流〕位、频率〕电压和电流振动式检一般用于使用频率流计使用50Hz/60Hz,一般用于同电动范围工频为频率变化误50Hz/60Hz系45~55Hz差增大高的可达低的一0.1~0.05一般为高的同磁电般为准确度级,一般为0.5~2.5级系1.0~3.00.5~1.0级级电流几微安~几十安几十毫安~几毫安~100A几十安几十毫安~10A电压几毫伏~1KV10V~1KV 10V~几百伏几十伏~几百伏量限防范外磁强弱量限防范外磁强弱弱强场力量数字指不均匀〔作示(作功分度特性均匀不均匀功率表均率表均匀〕匀)价格〔对同一准